Bài giảng Vật lí Lớp 12 - Bài 25: Giao thoa ánh sáng (Bản hay)

GIAO THOA ÁNH SÁNG 
I. HIỆN TƯỢNG NHIỄU XẠ ÁNH SÁNG 
1. Khái niệm 
2. Hiện tượng nhiễu xạ thừa nhận ánh sáng có tính chất sóng . Mỗi chùm sánh đơn sắc coi như một sóng có bước sóng xác định 
a 
b 
S 
O 
V 
 Sự nhiễu xạ ánh sáng 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
1. Thí nghiệm Y- âng về giao thoa ánh sáng 
Y-âng 
(Thomas Young, 1773 - 1829,nhà vật lý người Anh ) 
Năm 1801 nhà vật lý Y-âng đã thực hiện thí nghiệm về giao thoa ánh sáng, khẳng định giả thuyết về sóng ánh sáng 
1.Thí nghiệm Y- âng về hiện tượng giao thoa ánh sáng. 
a- Dụng cụ. 
- Đèn chiếu sáng Đ . 
- Màn chắn M1 có khe hẹp S . 
- - Màn chắn M2 đặt song song M1, có hai khe hẹp S1&S2 rất gần nhau và cùng song song với S . 
b- Tiến trình thí nghiệm. 
- Sử dụng ánh sáng đơn sắc đỏ. 
- Các tấm kính lọc sắc F 
§ 
 M 1 
S 
 M 2 
S 1 S 2 
F 
*Hiện tượng quan sát được . 
- Có một vùng sáng hẹp trong đó xuất hiện những vạch sáng đỏ và những vạch tối xen kẽ nhau đều đặn. 
Em có nhận xét gì ? 
(*)Sử dụng ánh sáng trắng. 
*Hiện tượng quan sát được . 
 Một vạch sáng trắng ở chính giữa, hai bên có những dải màu như cầu vồng, tím ở trong, đỏ ở ngoài. 
Ta gọi những vạch sáng tối ở trên là Vân giao thoa 
Hiện tượng giao thoa a/s là gì ? 
THÍ NGHIỆM GIAO THOA ÁNH SÁNG 
II.- GIAÛI THÍCH HIEÄN TÖÔÏNG GIAO THOA AÙNH SAÙNG TRAÉNG 
Hình ảnh giao thoa cua ánh sáng trắng 
c. Giải thích hiện tượng . 
 - Chỉ có thể giải thích bằng sự giao thoa 2 sóng. 
S 
M 1 
M 2 
S 1 
S 2 
- Hai nguồn S1 và S2 là hai nguồn sóng kết hợp 
+ Những vạch sáng là tập hợp của những điểm có biên độ dao động tổng hợp ( dao động của hai sóng tới) cực đại. 
+ Những vạch tối là tập hợp những điểm có biên độ dao động tổng hợp bằng không. 
+ Với ánh sáng trắng hệ thống vân giao của các ánh sáng đơn sắc không trùng khít lên nhau . Ở chính giữa vân sáng của các ánh sáng đơn sắc nằm trùng với nhau cho một vân sáng . 
Hãy vận dụng kiến thức và hiểu biết của mình , các em hãy giải thích hiện tượng thu được từ thí nghiệm ? 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
2. Vị trí các vân sáng 
Đặt : 
a = F 1 F 2. ; IF 1 = IF 2 
d 1 = F 1 A ; d 2 = F 2 A 
x = OA ; D = IO 
* Hiệu đường đi : 
F 1 
a 
I 
O 
A 
x 
M 
D 
F 2 
H 
d 1 
d 2 
* Vị trí các vân giao thoa : 
° V ị trí vân sáng : 
Suy ra :  Các vân sáng cách O một khoảng : 
+ Nếu k = 0 thì x = 0, tức A trùng O. Như vậy , tại O có một vân sáng,gọi là vân trung tâm . 
+ Hai bên vân trung tâm là các vân sáng bậc 1 ( ứng với k = ± 1), vân sáng bậc 2 ( ứng với k = ± 2)... 
° Vị trí vân tối : 
Suy ra :  Các vân tối cách O một khoảng : 
Ứng với k = 0, (–1) : là vân tối bậc 1. Tương tự cho các vân tối còn lại . 
Vậy , xen giữa hai vân sáng là một vân tối 
Tại A là vân sáng nếu : 
Tại A là vân tối nếu : 
II. HIỆN TƯỢNG GIAO THOA ÁNH SÁNG 
3. Khoảng vân 
x 
0 
i 
i 
a) Định nghĩa : SGK- Tr130 
b) Công thức tính khoảng vân 
4. Ứng dụng : Đo bước sóng : từ (4)=> 
III. BƯỚC SÓNG ÁNH SÁNG VÀ MÀU SẮC 
1. Mỗi ánh sáng đơn sắc có một bước sóng trong chân không xác định 
2. Ánh sáng nhìn thấy được ( khả kiến ) có bước sóng nằm trong khoảng : 
3. Ánh sáng trắng của Mặt Trời là hỗn hợp của vô số ánh sáng đơn sắc có bước sóng biến thiên liên tục từ 0 đến  . 
GIAO THOA TRÊN LỚP BONG BÓNG XÀ PHÒNG 
GIAO THOA TRÊN LỚP BONG BÓNG XÀ PHÒNG 
Các hình ảnh giao thoa 
Đĩa CD 
Củng cố 
Bài 8: (SGK – 133) 
Tóm tắt : 
a = 2 mm = 2.10 -3 m. 
D = 1,2 m. 
i = 0,36 mm = 0,36 .10 -3 m 
Tính : 
Hướng dẫn 
* Áp dụng công thức : 
* Thay số , ta được : 
Bài 9 (SGK – 133) 
Tóm tắt : 
a = 1,2 mm = 1,2.10 -3 m 
D= 0,5 m. 
Tính : a) i = ? 
 b) x = ? ( k = 4) 
Hướng dẫn 
a) 
b) 
Bài 10 (SGK – 133) 
Tóm tắt : 
a = 1,56 mm = 1,56.10 -3 m 
D= 1,24 m. 
Khoảng cách 12 vân sáng : 
l = 5,21 mm = 5,21.10 -3 m 
Tính : 
Hướng dẫn 
Giữa 12 vân sáng liên tiếp có 11 khoảng vân.Từ đó : 
Bước sóng ánh sáng :